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Mikrophon.
Der Gegenstand der Erfindung ist ein Mikrophon. Die Erfindung bezweckt eine die Wirkungweise des Mikrophons verbessernde Ausbildung. Insbesondere wird durch die erfindungsgemässe Ausbildung der elektroakustisch wirksam werdenden Teile eine Unabhängigkeit der mikrophonischen Wirkung von der jeweiligen Lage des Mikrophons bei gleichzeitiger Verbesserung der Stromdurchgangsverhältnisse in der Kohlenkörnerkammer erzielt.
Es ist bekannt, um die Wirkung des Mikrophons unabhängig von seiner jeweiligen Lage zu machen, die Kohlenkörnerkammer aus zwei gewölbten Hälften zu bilden. Bei den bekannten Ausführungen besteht aber der Nachteil, dass die Stromweg durch den Kohlengriess in der Kammer verhältnismässig lang sind und deshalb nicht voll durchgesteuert werden. Weiterhin sind in den bekannten
Kohlenkörnerkammern in beträchtlichem Umfang für den Mikrophonstrom Wege vorhanden" welche über nicht durchgesteuert Strecken führen, was die Wirksamkeit des Mikrophons herabsetzt.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass die Kohlenkörnerkammer aus zwei gewölbten Hälften gebildet wird, die an ihren einander gegenüberliegenden Rändern je eine flanschartige Elektrode tragen. Hiedurch wird der mikrophonisch wirksam werdende Teil der Kohlenkörnerkammer an eine Stelle verlegt, die die Kurzhaltung der Griessstrecke zulässt, wodurch eine vollkommene Durchsteuerung der wirksam werdenden Griessteile erzielt wird und sieh besonders günstige Druckverhältnisse innerhalb des Kohlengriesses auch dann ergeben, wenn das Mikrophon sieh in seiner ungünstigen Lage befindet, was dann der Fall ist, wenn die Membran horizontal liegt.
Besonders zweckmässig ist es, die flansehartige Elektrode an ihrer Innenseite mit abgesehrägten oder abgerundeten Kanten zu versehen. Dadurch wird folgendes erreicht : Ausser den Stromlinien, welche zwischen den einander zugekehrten parallelliegenden Flächen der Elektroden verlaufen, treten noch weitere Stromlinien, die man als Streuung ansehen kann, auf, welche ihren Ausgangs-und Endpunkt an den senkrecht zu den vorgenannten Flächen stehenden Innenkanten der Ringelektroden besitzen. Sind diese Kanten nicht abgeschrägt, so verlaufen diese Stromlinien, da sie ja immer senkrecht zu den Flächen der Elektroden ein-bzw. austreten, gegen das Innere der Kammer zu gekrümmt. Das bedeutet aber, dass sie ausserhalb des von den wirksamen Elektrodenflächen bestimmten Raumbereiches verlaufen.
Werden nun gemäss der Erfindung die Innenkanten der Elektroden abgeschrägt, so erfolgt dadurch eine Veränderung der Bahn der vorgenannten streuenden Stromlinien in dem Sinne, dass sie, in dem Bestreben, senkrecht zu den abgeschrägten Innenkanten aus-bzw. einzutreten, in den Bereich der wirksamen gegeneinandergerichteten Elektrodenflächen hineingezogen werden, wodurch sie nun ebenfalls im wesentlichen innerhalb der durchgesteuerten Griessstrecke verlaufen. Ausserdem wird das Eindringen des Griesses zwischen die beiden Elektroden bei Verlagerung des Mikrophons erleichtert.
Die beiden Kammerhälften können in an sich bekannter Weise durch einen Balg verbunden werden, welcher den Bewegungen der Kammerhälften zueinander einen besonders geringen Widerstand entgegensetzt.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der an sich bekannten und für die Unabhängigkeit der mikrophonischen Wirkung von der Lage des Mikrophons besonders vorteilhaften sphärischen Kohlenkörnerkammern wird unter Beibehaltung dieser Vorteile auch in elektroakustischer Hinsicht ein einwandfreies Arbeiten des Mikrophons erzielt.
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Eine weitere Verbesserung eines derartigen Mikrophons wird gemäss der Erfindung noch dadurch erreicht, dass die mit der Membran verbundene Kammerhälfte an der Membran an ihrem Scheitelpunkt befestigt und durch einen dem konischen Mittelteil der Membran entgegengesetzt konischen Ring verspannt ist. Durch diese Befestigung wird erreicht, dass die Membran zusammen mit der an ihr befestigten Kammerhälfte kolbenartig schwingt, was für eine Kohlenkörnerkammer gemäss der Erfindung von besonderem Vorteil ist, da dann die Membranbewegung vollständig ausgenutzt werden kann. Ausserdem kann die an der Membran befestigte Kammerhälfte keine parallel zu den Elektrodenflächen verlaufenden Schwingungen ausführen, die zu Störungen Anlass geben können.
Die erfindungsgemässe Befestigungsart ist besonders geeignet bei dünnen Leichtmembranen, da verhältnismässig wenige die Membran beschwerende Befestigungsteile notwendig sind. Dadurch können bei Anwendung einer Kohlenkörnerkammer der genannten Art die an sich bekannten Vorteile einer Leichtmembran voll ausgenutzt werden.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es bedeuten :
Fig. 1 eine Mikrophonkapsel gemäss der Erfindung im Schnitt, Fig. 2 eine Unteransicht der Kapsel und Fig. 3 Ausführungsbeispiele für die Elektroden.
Das Mikrophon besteht aus einem Kapselgehäuse 1, das vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt wird, um ein festes und leichtes Gehäuse zu erzielen. Die Form des Gehäuses ist dabei derart ausgebildet, dass es sowohl in Mikrotelephonen wie in Säulenstationen Verwendung finden kann. Das Gehäuse 1 wird durch eine Aluminiumplatte 2 abgeschlossen, welche mehrere Öffnungen 3 für den Durchtritt der Schallwellen besitzt. Durch Umbördelung des Randes 6 des Gehäuses 1 wird die Platte 2 in ihrer Lage festgehalten. Der umgebördelte Randteil 4 des Gehäuserandes 6 schliesst dabei dicht ab. Durch die Platte 2 wird gleichzeitig eine Membran 7 in dem Gehäuse 1 festgehalten, welche vorzugsweise aus Leichtmetall, z. B. aus Duraluminium, besteht. Durch Verwendung dieses Materials erhält man eine leichte und elastische Membran.
Die Membran 7 ist dabei als Formmembran ausgebildet, indem sie einen konischen Mittelteil besitzt und einen breiten äusseren Ring. Mit letzterem ist sie an dem Gehäuse 1 gelagert und gegen die Platte 2 durch einen elastischen Ring 8 aus Isoliermaterial isoliert und abgedichtet. Die Aussenseite der Membran 7 ist mit einem Feuchtigkeitsschutz versehen, welcher aus einer Schutzfolie 9 besteht, welche die Aussenseite der Membran 7 abdeckt. Hinter der Membran 7 ist ein Ring 10 angeordnet, welcher ebenfalls konisch ausgebildet und dem Konus der Membran 7 entgegengesetzt gerichtet ist. In der Öffnung des Ringes 10 wird ein sphärisch, beispielsweise halbkuglig ausgebildeter Becher 11 eingeschoben, welcher die eine Hälfte der Kohlenkörnerkammer des Mikrophons darstellt. Der Becher 11 besitzt einen Flansch M, welcher gegen den Ring 10 anliegt.
Durch einen für den Druckausgleich hohl ausgebildeten Niet 12 wird dann der Becher 11, der Ring 10 und die Membran 7 zusammengezogen, derart, dass der Becher 11 mit der Membran 7 über den Niet 12 verbunden ist und sich mit seinem Flansch 14 über den Zwischenring 10 elastisch an der Membran 7 abstützt. Durch diese Anordnung erhält man eine in ihrem Mittelteil steife Membran, welche kolbenartig schwingt und durch den vorerwähnten Rand der Membran 7 sehr elastisch ist.
Die verhältnismässig wenigen Befestigungsmittel gestatten ein Leichthalten des schwingenden Teiles des Mikrophons und ihre Ausbildung verhindert Schwingungen des Bechers 11 um seinen Befestigungspunkt an der Membran 7.
An dem Flansch 14 des Bechers 11 ist eine Elektrode 15 angebracht, die aus einem Kohlenring besteht und an dem Becher 11 durch Umbördelung des Flansches 14 festgehalten wird. Gegenüber der Elektrode 15 ist eine feste Gegenelektrode 16 angeordnet, die wie die bewegliche Elektrode 15 ausgebildet ist. Die feste Elektrode 16 wird durch Umbördelung des Randes 19 eines andern halbkuglig ausgebildeten Bechers 18 an diesem befestigt. Der Becher 18 ist mit dem Mikrophongehäuse 1 verbunden mittels einer Schraubenmutter oder eines Schraubenringes 23. Dabei ist der Becher 18 von dem Gehäuse 1 elektrisch isoliert durch ringförmige, isolierende Zwischenlagen 20 und 21. An den äusseren Rändern der Ringelektroden 15 und 16 ist ein Papierbalg 17 angeschlossen, welcher die von den Bechern 11 und 18 gebildete Kohlenkörnerkammer abschliesst.
Der Balg 17 kann durch Ankleben an die beiden Ringelektroden 15 und 16 befestigt werden. Die in der Kammer 11, 18 eingeschlossene Luft drückt bei der Bewegung des Bechers 1. und der Membran 7 gegen den elastischen Balg 17, der auf seiner andern Seite mit dem Luftpolster in Berührung steht, das sich zwischen dem Gehäuse 1 und der Membran 7 befindet, wodurch eine dämpfende Wirkung auf die Schwingungen der Membran 7 zustande kommt. Eine weitere dämpfende Wirkung besitzt der Resonator, welcher gebildet wird von der Luft zwischen der Membran 7 und der Schutzmembran 9 einerseits und der Abdeckplatte 2 anderseits.
Die inneren Flächen der Becher 11 und 18, welche mit den Kohlekörnern in Berührung stehen, sind mit einem isolierenden Überzug versehen, so dass der Stromfluss auf die beiden Ringelektroden 15 und 16 beschränkt ist. Die in der Zeichnung nicht dargestellten Kohlenkörner oder der Kohlengriess füllt den Zwischenraum zwischen den Elektroden und den Bechern vollkommen aus. Auf der Rück- seite des Bechers 18 ist eine Öffnung vorgesehen für die Auffüllung der Kammer 11, 18 mit Kohlengriess- material. Die Öffnung kann durch eine Schraube 30 abgeschlossen werden, deren Kopf abgeschert werden kann, um zu verhindern, dass unbefugte Personen die Kammer öffnen.
Der Befestigung-
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ring 2. 3 dient auch zum Anklemmen des elektrischen Anschlussteiles 27, dessen freies Ende durch eine
Schraube 29 an dem Gehäuse 1 befestigt ist und der eine Anschlussschraube 28 zum Anschluss des
Leiters trägt. Auf diese Weise ist der dort angeschlossene Leiter elektrisch mit der Kohlenelektrode 15 verbunden. Ein weiterer Ansehlussteil 24 ist isoliert von dem Anschlussteil 27 durch Zwischenlage eines isolierenden Ringes 22 ebenfalls an dem Gehäuse 1 durch den Befestigungsring 2. 3 angeklemmt und steht mit der festen Elektrode 16 in elektrischer Verbindung. Der Anschlussteil 24 ist mit seinem einen Ende durch die Schraube 25 mit dem Gehäuse 1 verbunden und von der Schraube durch isolierende Zwischenlagen 26 elektrisch isoliert.
Der Anschlussteil 24 ist ausserdem mit einer Anschlussschraube 35 für den Leiter versehen.
Durch diese erfindungsgemässe Ausbildung wird erreicht, dass der Druck der Kohlenkörner auf die Elektrode, welcher durch ihr Gewicht zustande kommt, praktisch nahezu für alle Lagen des Mikrophons gleich ist. Die Elektroden 15 und 16 liegen sehr nahe beieinander, so dass bei einer Druckfortpflanzung in horizontaler Richtung der Weg für diese sehr kurz ist, wodurch die in dieser Richtung ungünstige DruckÜbertragung auf die Elektrodenflächen ausgeglichen wird.
Die Elektroden 15 und 16 besitzen, wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, abgeschrägte oder abgerundete Innenkanten, wodurch die Stromlinien, die sieh von Innenkante zu Innenkante der Elektroden erstrecken, in einer Richtung verlaufen, die sie in den Bereich der durchgesteuerten Teile des Kohlengriesses bringen bzw. in einer wirksamen Richtung zur Bewegungsrichtung der Elektroden verlaufen lassen. Die auf die Membran 7 auftreffenden Schallwellen beeinflussen die zwischen den Elektroden befindlichen Kohlenkörner und die Kohlenkörnermasse, welche von der Kohlenkörnerkammer umschlossen wird. Da die wirksamen Elektrodenflächen aber nahe beieinander liegen, erfolgt eine vollkommene Durchsteuerung.
Die Bewegung der von den Kammerhälften umschlossenen Masse des Kohlengriesses führt dazu, dass etwa vorkommende Zusammenpackungen innerhalb der Kohlengriessmasse wieder aufgelockert werden.
Die bei längerem Gebrauch in der Kohlenkörnerkammer 11, 18, durch die Erwärmung auftretenden Luftdruckunterschiede können'durch eine Öffnung 13, mit welcher der Becher 11 mit dem Raum zwischen der Membran 7 und der nachgiebigen Abdeckung 9 in Verbindung steht, ausgeglichen werden, welche Öffnung so klein gehalten ist, dass keine Kohlenkörner nach aussen dringen können. Ausserdem wirken sich durch die dargestellte und beschriebene Ausbildung der Kammerhälften durch Wärme hervorgerufene Formänderungen im Sinne einer Widerstandsverminderung in der Kohlenkörnerkammer aus. Dadurch wird eine gleichmässige Übertragungsgüte auch bei langem Gebrauch erzielt.
Die gesamte Kohlenkörnerkammer besitzt in allen Gebrauehslagen einen sehr geringen und nahezu konstanten Widerstand, wobei die unter dem Einfluss der Schallwellen zustandekommenden Widerstandsänderungen sehr gross sind. Durch diese Verhältnisse besitzt das Mikrophon einen hohen Wirkungsgrad. Das sogenannte Rauschen des Mikrophons ist eben durch die Niedrighaltung seines Gesamtwiderstandes weitestgehend unterdrückt. Ein weiterer Vorteil des geringen Gesamtwiderstandes besteht darin, dass das Auftreten von Heulresonanzen weitestgehend vermieden wird. Neben den vorgesehilderten günstigen elektroakustisehen Eigenschaften besitzt das Mikrophon auch noch den Vorteil, dass es weitestgehend gegen Feuchtigkeit geschützt ist.
Dies wird dadurch unterstützt, dass - wie aus der Fig. 1 ersichtlich-der Rand der Platte 2 Ansätze oder Aussparungen besitzt, so dass er elastisch mit der Umbördelung 4 in Eingriff steht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mikrophon, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenkörnerkammer aus zwei gewölbten Hälften (11 und 18), die an ihren einander gegenüberliegenden Rändern je eine flanschartige Elektrode (15 bzw. 16) tragen, gebildet ist.